DE426877C - Elektromagnetischer UEberstromschalter - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein elektromagnetischer Überstromschalter, der sich dadurch wesentlich und vorteilhaft von den bekannten gleichartigen Einrichtungen unterscheidet, daß er eine ausreichende zeitliche Trägheit hat, um den Einschaltestoß, der bei vielen elektrischen Anlagen, Motoren, Glühlampen u. dgl, auftritt, aushalten zu können, ohne daß eine Umschaltung erfolgt, und daß er,

ίο nachdem er gewirkt hat, ohne weiteres wieder von selbst in den wirksamen Zustand zurücktritt. Dieser Zweck wird dadurch erreicht, daß ein elektromagnetischer Überstromschalter mit einem Quecksilberfaden, der so abgeschlossen ist, daß die durch Verdampfung des Quecksilbers auftretenden Drücke störungsfrei aufgenommen werden, parallel geschaltet ist. Es sind bereits Überstromschalter bekannt, bei denen eine Magnetspule durch eine Schmelzsicherung kurzgeschlossen ist. Diese Einrichtungen haben aber den Nachteil, daß sie den Anlaufstrom vieler elektrischer Einrichtungen nicht aushalten, wenn sie nur für die normale Leistung dieser Einrichtungen bemessen sind.

Andererseits müssen Schmelzsicherungen immer erneuert werden, wenn sie einmal gewirkt haben. Die bekannten Einrichtungen zeigen demnach den doppelten Nachteil, daß sie nicht genau auf die normale Leistung der zu schützenden Einrichtung abgestimmt werden dürfen und daß das thermische Glied immer wieder erneuert werden muß, wenn die Einrichtung angesprochen hat.

Demgegenüber bietet der Erfindungsgegenstand den Vorteil, daß die Abschaltung durch Verdampfung des Quecksilbers erfolgt und daß sich der Quecksilberdampf sofort wieder verdichtet, sobald die Überlastung aufhört, wodurch das thermische Glied der Sicherung wieder ohne Weiteres wirkungsbereit wird.

Auf der Zeichnung veranschaulicht Abb. ia ein Quecksilberträgheitselement im Symmetrielängsschnitt und Abb. ib im Querschnitt nach der Linie F-G der Abb. iä. Abb. 2 zeigt ein Schaltschema des Überstromschalters.

A ist ein aus Isoliermaterial (Steatit, Porzellan, Speckstein usw.) bestehender Hohlkörper, der das Quecksilber B einschließt. Das Quecksilber B bildet infolge der Verengungsstelle C des Hohlkörpers einen Sicherungsfaden von geeignetem Querschnitt und geeigneter Länge. Die in den Isolierkörper A einschraubbaren Metallhülsen D₁ und D₂ schließen mittels der aus Leder, Gummi usw. bestehenden Dichtungs-

scheiben E₁ und E₂ das Quecksilber nach außen hin ab und vermitteln gleichzeitig infolge Berührung mit der Flüssigkeit den Kontakt nach außen.

Abb. 2 erläutert schematisch die Schaltweise des Quecksilberträgheitselementes. Der Automat ist lediglich schematisch durch die Amperewindungen H und die Öffnungsstelle / gekennzeichnet. Parallel zu den Amperewindüngen ist das Quecksilberträgheitselement K geschaltet, dessen Stromweg ebenso wie der Stromweg über die Amperewindungen H durch die elektromagnetischen Kräfte des Feldes an der Schaltstelle / erforderlichenfalls geöffnet wird.

L stellt einen durch den Überstromschalter gegen Überlastung geschützten Elektromotor dar, der aus dem Netz Ai¹, M¹¹ gespeist wird. Die leitende Flüssigkeit (Quecksilber usw.) der Sicherung ist in Querschnitt und Länge auf die Sicherungshöhe des Schalters abgestimmt. Bei einem solchen Überstromschalter geht der Hauptstrom während der Normalbelastung infolge des geringeren Widerstandes über die leitende Flüssigkeit. Überschreitet der Strom die Sicherungsgrenze, so geht der Strom auch weiterhin so lange über die leitende Flüssigkeit, bis diese infolge der durch die Stromüberschreitung hierin auftretende Joulesche Wärme zum Teil verdampft, so daß jetzt der Weg über die Amperewindungen den geringeren Ohmschen Widerstand darstellt. Im selben Augenblick, wo der Strom auf die Amperewindungen umgesteuert wird, öffnen die elektromagnetischen Kräfte des Feldes mechanisch in bekannter Weise direkt oder indirekt den Stromkreis und unterbrechen hierdurch sowohl den Weg über die Windungen als auch über die leitende Flüssigkeit. Da der von der leitenden Flüssigkeit hierbei verdampfte Teil nach Ausschaltung des Stromes in einem Bruchteil einer Sekunde wieder kondensiert und den Weg über die lei-' tende Flüssigkeit des Stromes, abgesehen von der Unterbrechung der Öffnungsstelle des Überstromschalters, wieder schließt, so ist der Überstromschalter durch Schließung der durch das Feld ausgelösten Schaltvorrichtung sofort wieder arbeitsfähig. Die leitende Flüssigkeit ist zweckmäßig in einem Hohlkörper vorzusehen, der für die erforderliche Abmessung des sicherungstechnisch arbeitenden Flüssigkeitsfadens in Länge und Querschnitt geeignet verengt ist. Für die bestehenden elektromagnetischen Überstromschalter, die an Stelle der üblichen Sicherungspatronen in die Normalsicherungselemente einschraubbar vorgesehen sind (Elfa-Automat, Pezet-Automat usw.), kann ohne Umkonstruktion dieser Schalter ein solches Quecksilberträgheitselement vorteilhaft in das Edison-Gewinde eingebaut und von dort parallel zu den Amperewindungen geschaltet werden.

Da der Hauptstrom der durch den neuen Überstromschalter zu sichernden Leitung während des Normalbetriebes nicht über die Spule, sondern über die leitende Flüssigkeit (Quecksilber usw.) verläuft und die Spule erst bei einer infolge Überlastung bzw. Kurzschluß entstehenden Verdampfung eines Teiles der leitenden Flüssigkeit (Quecksilber usw.) während eines verschwindend kleinen Bruchteils einer Sekünde zur Auslösung der mechanischen Ausschaltvorrichtung des Überstromschalters den Hauptstrom aufnimmt, so kann der Querschnitt des Windungsdrahtes der Spule außerordentlich klein gewählt werden. Hierdurch wird es ermöglicht, den Überstromschalter auch für sehr hohe Stromstärken in kleinsten Dimensionen zu halten, sobald nur das Quecksilberträgheitselement auf die jeweilig höchste Belastungsgrenze abgestimmt ist. Es ist ferner bei diesem neuen Überstromschalter ohne weiteres möglich, durch Auswechslung verschieden abgestimmter Quecksilberträgheitselemente in kürzester Zeit beliebig hohe Sicherungsgrenzen an demselben Automaten einzustellen, wobei nur die Voraussetzung besteht, daß der Ohmsche Widerstand des Stromweges über die Spulenwindungen größer ist als der des Stromweges über die leitende Flüssigkeit. Damit ist die Aufgabe, höhere Stromstärken durch kleine einschraubbare Automaten zu sichern, in einfachster Weise ermöglicht.

Bei Überstromschaltern größerer Amperestärke mit Schalthebelauslösung kann ebenfalls ohne weiteres das Quecksilberträgheitselement in den Schalter eingebaut werden. Bei bestehenden Anlagen genügt es aber, ein außerhalb des Schalters angebrachtes Quecksilberträgheitselement parallel zu den Windungen zu schalten.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Elektromagnetischer Überstromschalter mit einem thermischen Element, das normalerweise die Auslösespule kurzschließt, während bei Überstrom das thermische Element unterbrochen wird, dadurch gekennzeichnet, daß als thermisches Element ein elastisch abgeschlossener Quecksilberfaden benutzt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abschluß des Quecksilberfadens eine elastische Dichtung benutzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.